Física: Introdução às Ondas - Parte 1, Notas de estudo de Química

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Física

ondas

parte 1

Professora : Adrianne Mendonça

 (^) Uma onda é um movimento causado por uma perturbação, e esta se propaga através de um meio.  (^) Um exemplo de onda é tido quando joga-se uma pedra em um lago de águas calmas, onde o impacto causará uma perturbação na água, fazendo com que ondas circulares se propagem pela superfície da água.

Definição

 (^) Conforme sua natureza as ondas são classificadas em:  (^) Ondas Mecânicas : são ondas que necessitam de um meio material para se propagar, ou seja, sua propagação envolve o transporte de energia cinética e potencial e depende da elasticidade do meio. Por isto não é capaz de propagar-se no vácuo. Alguns exemplos são os que acontecem em molas e cordas, sons e em superfícies de líquidos.  (^) Ondas Eletromagnéticas: são ondas geradas por cargas elétricas oscilantes e sua propagação não depende do meio em que se encontram, podendo propagar-se no vácuo e em determinados meios materiais. Alguns exemplos são as ondas de rádio, de radar, os raios x e as microondas.

Classificação

 (^) Quanto a direção de propagação as ondas são classificadas como:  (^) Unidimensionais: que se propagam em apenas uma direção, como as ondas em cordas e molas esticadas;  (^) Bidimensionais: são aquelas que se propagam por uma superfície, como as água em um lago quando se joga uma pedra;  (^) Tridimensionais: são capazes de se propagar em todas as dimensões, como a luz e o som.

Classificação

 (^) Longitudinais: são ondas causadas por vibrações com mesma direção da propagação, como as ondas sonoras.

Classificação

 (^) Uma onda é formada por alguns componentes básicos que são:

Componentes de uma onda

 (^) Chamamos período da onda (λ), a T) o tempo decorrido até que duas cristas ou dois vales consecutivos passem por um ponto e freqüência da onda (λ), a f) o número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto, em uma determinada unidade de tempo.

Importante!

 (^) A unidade internacionalmente utilizada para a freqüência é Hertz (λ), a Hz) sendo que 1Hz equivale à passagem de uma crista ou de um vale em 1 segundo.  (^) Para o estudo de ondas bidimensionais e tridimensionais são necessários os conceitos de:  (^) frente de onda: é a fronteira da região ainda não atingida pela onda com a região já atingida;  (^) raio de onda: é possível definir como o raio de onda a linha que parte da fonte e é perpendicular às frentes de onda, indicando a direção e o sentido de propagação.

Componentes de uma onda

 (^) Como não transportam matéria em seu movimento, é previsível que as ondas se desloquem com velocidade contínua, logo estas devem ter um deslocamento que valide a expressão:  (^) Que é comum aos movimentos uniformes, mas conhecendo a estrutura de uma onda:

Velocidade de propagação das ondas

Representando ...

 (^) Sendo esta a equação fundamental da Ondulatória , já que é valida para todos os tipos de onda.  (^) É comum utilizar-se frequências na ordem de kHz (λ), a 1quilohertz =λ e que Δt=T 1000Hz) e de MHz (λ), a 1megahertz =λ e que Δt=T 1000000Hz)

Então ...

 (^) (λ), a 1) Qual a frequência de ondas, se a velocidade desta onde é de 195m/s, e o seu comprimento de onda é de 1cm?  (^) 1cm=λ e que Δt=T0,01m Exemplo:

 (^) Esta análise deve ser dividida oscilações com extremidade fixa e com extremidade livre:   (^) Com extremidade fixa:  (^) Quando um pulso (λ), a meia-onda) é gerado, faz cada ponto da corda subir e depois voltar a posição original, no entanto, ao atingir uma extremidade fixa, como uma parede, a força aplicada nela, pelo princípio da ação e reação, reage sobre a corda, causando um movimento na direção da aplicação do pulso, com um sentido inverso, gerando um pulso refletido. Assim como mostra a figura abaixo: Reflexão em ondas unidimensionais

Representando ...